Caracterização molecular e variabilidade genética de cultivares brasileiras de trigo, obtidas por marcadores microssatélites

Mestrado em Biotecnologia Aplicada à Agricultura
Autor: André Luiz da Silva
Orientador: Ivan Schuster
Defendido em: 01/03/2010

Resumo

A caracterização de cultivares de várias espécies, incluindo o trigo, com base em descritores morfológicos, tem se tornado cada vez mais difícil, em função do grande número de cultivares já descritas. Embora o Brasil não ocupe posição de destaque na produção mundial de trigo, a cultura é uma das mais importantes na região Sul do país. Conhecer a variabilidade genética existente entre as cultivares brasileiras de trigo é de grande importância para os programas de melhoramento. Este trabalho teve como objetivo realizar a caracterização molecular de cultivares de trigo, utilizando marcadores microssatélites detectados em sequenciador automático. Foi utilizado um grupo de 32 cultivares de trigo brasileiras. Os 23 marcadores utilizados foram marcados com diferentes fluorescências (6-FAM, PET, VIC e NED). A amplificação dos locos SSR ocorreu em singleplex e a eletroforese capilar em multiplex, em sequenciador automático ABI3130xl. A genotipagem das cultivares foi realizada com o auxílio do programa Gene Mapper 4.0. Vinte e um marcadores foram polimórficos e revelaram de 2 a 8 alelos por loco, com média de 4,29 alelos por loco. Os valores de PIC variaram de 0,219 (Xgwm165) a 0,842 (Xgwm44), com média de 0,593. Todas as cultivares puderam ser caracterizadas com probabilidade de exclusão da identidade ao acaso mínima de 99,9999%, utilizando-se de seis a 11 marcadores por cultivar. Um conjunto de 15 marcadores foi selecionado para caracterizar todo o grupo de 32 cultivares com 99,9999% de probabilidade de exclusão da identidade ao acaso. A análise de agrupamento foi consistente com os dados de genealogia para a maior parte das cultivares que apresentaram algum grau de parentesco. Os resultados obtidos demonstram a eficiência dos locos SSR em caracterizar cultivares de trigo e criar um perfil genético para fins de registro e proteção de cultivares, baseado na informatividade dos marcadores microssatélites, além do uso destes marcadores para a avaliação da diversidade genética entre as cultivares de trigo.

Palavras-chave

Triticum aestivum, proteção de cultivares, diversidade genética, análise de agrupamento, genealogia.

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Title

MOCULAR CHARACTERIZATION AND GENETIC VARIABILITY OF BRAZILIAN WHEAT CULTIVARS OBTAINED BY MICROSATELLITE MARKERS

Abstract

The characterization of cultivars for several species, including wheat, based on morphological descriptors, has become difficult due to the large number of varieties already described. Although Brazil does not have a prominent position in world production of wheat, the crop is one of the most important in the Southern region of the country. To know the genetic variability among Brazilian varieties of wheat is important for breeding programs. This study aimed to perform molecular characterization of wheat cultivars using microsatellite markers detected in automatic sequencer. A set of 32 cultivars of Brazilian wheat were used. The 23 markers used were labeled with different fluorescence (6-FAM, PET, VIC and NED). The amplification of SSR loci was made in singleplex and capillary electrophoresis in multiplex on automatic sequencer ABI3130xl. Genotyping of cultivars was carried out with the Gene Mapper 4.0 program. Twenty-one markers were polymorphic, and showed 2 to 8 alleles per locus, with an average of 4.29. The PIC values ranged from 0.219 (Xgwm165) to 0.842 (Xgwm44), a mean of 0.593. All cultivars could be described with random exclusion probability of identity of at least 99.9999%, using six to 11 markers per cultivar. A set of 15 markers were selected to characterize the entire group of 32 cultivars with 99.9999% random exclusion probability of identity. Cluster analysis was consistent with the genealogy in the most cases when the cultivars had common parents. The results demonstrate the effectiveness of SSR loci to characterize wheat cultivars and create a genetic profile for registration and protection of plant varieties, based on the informativeness of microsatellite markers, beyond the use of these markers for the evaluation of genetic diversity among wheat cultivars.

Keywords

Triticum aestivum, cultivars protection, genetic diversity, cluster analysis, genealogy.